一种茶叶揉捻机和茶叶连续揉捻机组转让专利
申请号 : CN202110508829.2
文献号 : CN113080274B
文献日 : 2022-05-10
发明人 : 李兵
申请人 : 安徽农业大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种茶叶揉捻机,其特征在于,包括:机架(11)、揉盘(12)、揉桶(13)、揉桶盖(14)、加压部(15)、压力检测部(16)和控制器;揉盘(12)和揉桶(13)均设置在机架(11)上,揉盘(12)连接有用于驱动其在水平方向上进行平面运动的揉盘驱动部,揉桶(13)静止设置并始终位于揉盘(12)上方;加压部(15)设置在机架(11)上,揉桶盖(14)设置在加压部(15)下端;加压部(15)用于运动输出并控制揉桶盖(14)在竖直方向上运动,且揉桶盖(14)的运动轨迹伸入揉桶(13);
压力检测部(16)包括随动部(161)和检测部(162),随动部(161)随着加压部(15)的运动输出而同步运动;检测部(162)用于检测随动部(161)的运动量;
加压部(15)包括加压驱动部(151)、固定部(152)和弹性阻尼部(153),固定部(152)设置在机架(11)上,弹性阻尼部(153)设置在固定部(152)上,且弹性阻尼部(153)在竖直方向上伸缩;加压驱动部(151)用于驱动弹性阻尼部(153)的顶端在竖直方向上运动,弹性阻尼部(153)的底端与揉桶盖(14)连接,且固定部(152)用于从底部对弹性阻尼部(153)的底端进行运动限位;随动部(161)与弹性阻尼部(153)的顶端在竖直方向上同步运动;
固定部(152)上还设有第一检测开关(154);当弹性阻尼部(153)的底端的下表面抵靠在固定部(152)上,则第一检测开关(154)被触发;控制器分别连接加压驱动部(151)和第一检测开关(154),控制器用于根据第一检测开关(154)的触发信号控制加压驱动部(151)驱动弹性阻尼部(153)的顶端向上运动。
2.如权利要求1所述的茶叶揉捻机,其特征在于,检测部(162)采用设置在固定部(152)上的电阻式电子尺,随动部(161)包括第一连接部(1611)和第二连接部(1612);第二连接部(1612)竖直设置,其底端与电阻式电子尺的检测端连接;第二连接部(1612)还通过第一连接部(1611)连接弹性阻尼部(153)的顶端,第一连接部(1611)用于带动第二连接部(1612)与弹性阻尼部(153)的顶端同步运动。
3.如权利要求2所述的茶叶揉捻机,其特征在于,随动部(161)还包括复位阻尼部(1613),复位阻尼部(1613)套设在第二连接部(1612)上。
4.如权利要求1所述的茶叶揉捻机,其特征在于,揉盘驱动部包括曲柄(121)和曲柄驱动电机(122);至少三个曲柄(121)沿着揉盘(12)圆周方向分布;至少一个曲柄(121)作为主动曲柄,主动曲柄的两端分别与揉盘(12)和设置在机架(11)上曲柄驱动电机(122)铰接,剩余的曲柄的两端分别与揉盘(12)和机架(11)铰接;
所述揉盘(12)上设有出料口(12a),揉盘(12)上还设有用于可在竖直方向上运动的出茶门(123);出茶门(123)处于上行状态时,出料口(12a)关闭;出茶门(123)处于下行状态时,出料口(12a)打开;出茶门(123)连接有设置在揉盘(12)上的出茶驱动部(124),使得出茶门(123)在水平方向上与揉盘(12)同步转动。
5.一种茶叶连续揉捻机组,其特征在于,包括进料单元(2)和多个茶叶揉捻机(1);茶叶揉捻机(1)如权利要求4所述,且多个茶叶揉捻机(1)的机架(11)形成整体结构;
进料单元(2)包括多个呈阶梯状排列的输送带,所述输送带中包括与各茶叶揉捻机(1)一一对应的送料带(21),各送料带(21)可在水平方向上平面转动的设置在机架(11)上;送料带(21)平面转动过程中设有第一位置状态和第二位置状态;
送料带(21)在第一位置状态下,其与相邻两侧的输送带输送方向相同;
以送料带(21)处于第一位置状态时沿着送料带(21)运输方向位于送料带(21)靠近进料单元(2)上料位置一侧的输送带记作前端带;送料带(21)在第二位置状态下,送料带(21)位于其前端带构成的输送直线与该送料带(21)对应的进料斗(171)之间,该送料带(21)与前端带配合形成用于向对应的茶叶揉捻机(1)的进料斗(171)输送物料的输送机构。
6.如权利要求5所述的茶叶连续揉捻机组,其特征在于,各茶叶揉捻机(1)还包括进料部(17),进料部(17)包括进料斗(171)、送料部(172)和斗料检测单元;进料斗(171)和送料部(172)均设置在机架(11)上,进料斗(171)用于填装物料,送料部(172)用于将进料斗(171)中的物料送入揉桶(13);斗料检测单元用于检测进料斗(171)内的物料体积;所述茶叶连续揉捻机组,还包括总控制器,总控制器用于在任一茶叶揉捻机(1)的斗料检测单元检测到对应的进料斗(171)缺料时控制对应的送料带(21)切换到第二位置状态,以通过进料单元(2)向该进料斗(171)输送物料;总控制器还用于在任一茶叶揉捻机(1)的斗料检测单元检测到对应的进料斗(171)中填充的物料达到设定料位时控制进料单元(2)停止向该进料斗(171)输送物料;
送料带(21)通过托板(22)进行安装,所述托板(22)水平转动地设置在机架(11)上,送料带(21)设置在托板(22)上,托板(22)连接有驱动其水平转动的托板驱动电机(23);机架(11)上对应各托板(22)均设有第一位置检测开关(24)和第二位置检测开关(25);第一位置检测开关(24)和第二位置检测开关(25)均位于托板(22)水平转动轨迹上;当托板(22)转动到对应的送料带(21)处于第一位置状态时,第一位置检测开关(24)被触发;当托板(22)转动到对应的送料带(21)处于第二位置状态时,第二位置检测开关(25)被触发;总控制器分别连接各第一位置检测开关(24)和第二位置检测开关(25),总控制器根据各第一位置检测开关(24)的检测信号和第二位置检测开关(25)的检测信号判断对应的送料带(21)的位置状态。
7.如权利要求5所述的茶叶连续揉捻机组,其特征在于,还包括出料单元(3),出料单元(3)包括下料通道(31)、旋转绞龙(32)和下料驱动部(33);下料通道(31)设置在机架(11)上,各茶叶揉捻机(1)的揉盘(12)的出料口均位于下料通道(31)上方,出料口(12a)打开状态下,揉盘(12)上的物料通过出料口(12a)落入下料通道(31)并沿着下料通道(31)排出;
多个旋转绞龙(32)设置在下料通道(31)上并沿着下料通道(31)的排料方向分布,各旋转绞龙(32)的中心线垂直于下料通道(31)的排料方向;下料驱动部(33)用于驱动各旋转绞龙(32)绕自身的中心线旋转,旋转绞龙(32)旋转过程中将下料通道(31)上的物料沿着下料通道(31)的排料方向推排;所述旋转绞龙(32)采用双向螺旋绞龙。
说明书 :
一种茶叶揉捻机和茶叶连续揉捻机组
技术领域
背景技术
耐泡度的关键环节。
茶需要人工辅助,生产线上的揉捻机组,虽然实现自动称重,但由于揉捻机是揉桶转动,揉
盘固定不动,所以造成称重及进料系统过于复杂,需要配置大量定位传感器及相应机械结
构,造成成本过高。此外,传统揉捻单机加压并没完全实现自动化,需人工辅助;生产线上的
揉捻机组有的虽然不需人工辅助,但所加压力并不能精确、自动、定量控制,实际操作中还
需人工判断揉捻是否适度,要获得较理想的揉捻质量,还不能脱离人工干预;目前生产线上
的连续式揉捻机组为串联方式,配料时系统需停机,增加了工艺性停歇时间,使生产率降
低,同时控制过程是基于PLC实现较复杂的时序控制,控制程序过于复杂,易造成揉捻机组
失控;目前连续式揉捻机组的振动式出料槽的揉捻叶易产生堆积,无法铺满出料槽。
发明内容
并始终位于揉盘上方;加压部设置在机架上,揉桶盖设置在加压部下端;加压部用于运动输
出并控制揉桶盖在竖直方向上运动,且揉桶盖的运动轨迹伸入揉桶。
尼部的顶端在竖直方向上运动,弹性阻尼部的底端与揉桶盖连接,且固定部用于从底部对
弹性阻尼部的底端进行运动限位;随动部与弹性阻尼部的顶端在竖直方向上同步运动。
过第一连接部连接弹性阻尼部的顶端,第一连接部用于带动第二连接部与弹性阻尼部的顶
端同步运动。
控制器用于根据第一检测开关的触发信号控制加压驱动部驱动弹性阻尼部的顶端向上运
动。
电机铰接,剩余的曲柄的两端分别与揉盘和机架铰接。
程中设有第一位置状态和第二位置状态;
输送直线与该送料带对应的进料斗之间,该送料带与前端带配合形成用于向对应的茶叶揉
捻机的进料斗输送物料的输送机构。
送入揉桶;斗料检测单元用于检测进料斗内的物料体积;所述茶叶连续揉捻机组,还包括总
控制器,总控制器用于在任一茶叶揉捻机的斗料检测单元检测到对应的进料斗缺料时控制
对应的送料带切换到第二位置状态,以通过进料单元向该进料斗输送物料;总控制还用于
在任一茶叶揉捻机的斗料检测单元检测到对应的进料斗中填充的物料达到设定料位时控
制进料单元停止向该进料斗输送物料;
测开关和第二位置检测开关;第一位置检测开关和第二位置检测开关均位于托板水平转动
轨迹上;当托板转动到对应的送料带处于第一位置状态时,第一位置检测开关被触发;当托
板转动到对应的送料带处于第二位置状态时,第二位置检测开关被触发;总控制器分别连
接各第一位置检测开关和第二位置检测开关,总控制器根据各第一位置检测开关的检测信
号和第二位置检测开关的检测信号判断对应的送料带的位置状态。
下,揉盘上的物料通过出料口落入下料通道并沿着下料通道排出;
转,旋转绞龙旋转过程中将下料通道上的物料沿着下料通道的排料方向推排;所述旋转绞
龙采用双向螺旋绞龙。
明中,通过揉盘转动,实现了水平运动与竖直运动的分离,使得揉桶静止设置,避免了对揉
桶的运动定位,避免了揉桶运动导致的各种电子部件例如传感器和控制器的接线不良的风
险。同时,也使得揉桶进料更加简单高效,有利于提高茶叶揉捻效率。
时监控。本发明中,检测部采用电阻式电子尺,进一步提高了检测的灵敏度和精确度。
因素造成的检测误差。
的进料单元,可为各个揉捻机精准称重配料,由于揉捻机组采用并联方式,可以利用重叠的
揉捻工艺时间进行配料,与目前揉捻机组相比,不需要停机配料,提高了配料效率和揉捻机
组生产效率。具体的,目前的串联连续式揉捻机组于PLC实现较复杂的时序控制,控制程序
过于复杂,易造成系统失控,同时工艺性停歇时间平均高达300s左右。而本发明中的茶叶连
续揉捻机组采用本发明提供的进料单元,不需要停机配料,本发明提供的茶叶连续揉捻机
组只有进料、出料的10s左右的工艺性停歇时间。可见,采用本发明,对茶叶揉捻效率,有显
著提高。
步对茶叶进行塑形。
附图说明
具体实施方式
揉桶13在水平方向上的运动可对揉桶13内的茶叶施加水平方向上的揉捻力。
部15和揉桶盖14可想揉桶13内的茶叶施加竖直方向上的揉捻压力。值得注意的是,在水平
方向上,揉桶盖14、加压部15均与揉桶13相对静止。
分别与揉盘12和设置在机架11上曲柄驱动电机122铰接,剩余的曲柄的两端分别与揉盘12
和机架11铰接。如此,当曲柄驱动电机122驱动主动曲柄转动,则揉盘12在多个曲柄121的支
持下在水平方向上进行偏转运动,以便揉盘12与揉桶13之间发生相对运动。具体的,本实施
方式中,曲柄驱动电机122和主动曲柄之间还设置有蜗轮蜗杆减速机构125,曲柄驱动电机
122通过蜗轮蜗杆减速机构125带动主动曲柄转动。
用于驱动出茶门123上下位移,出茶门123上移状态下堵塞出料口12a;出茶门123下移状态
下出料口12a打开,以便揉盘12上的茶叶通过出料口12a排出。本实施方式中,由于出茶驱动
部124设置在揉盘12上,实现了出茶门123和出茶驱动部124相对于揉盘12在水平方向上保
持静止,即当出料口12a关闭是,出茶门123和揉盘12形成整体并可在水平方向上平面运动,
以实现茶叶揉捻。
出茶电机1242和约束件1244均设置在出茶支架1241上,螺杆1243竖直设置并与出茶电机
1242的输出端连接,出茶电机1242用于驱动螺杆1243转动。第二螺母1245套设在螺杆1243
上,第二螺母1245与螺杆1243螺纹配合;同时第二螺母1245与约束件1244配合,约束件1244
用于限制第二螺母1245随着螺杆1243转动,从而实现螺杆1243转动时,第二螺母1245沿着
螺杆1243上下位移。连接件1246用于连接出茶门123和第二螺母1245,使得出茶门123随着
第二螺母1245在竖直方向上位移,从而实现通过出茶电机1242驱动出茶门123上下运动,以
实现出料口12a的开合。
束件1244采用内腔与第二螺母1245的外围壁相配合的多边形管体,螺杆1243位于约束件
1244内周,且约束件1244上具有供连接件1246穿过以连接位于约束件1244内腔的第二螺母
1245的竖直开槽。
第二螺母1245跟随螺杆1243转动。本实施方式中,约束件1244上还设有上限位部1247和下
限位部1248,上限位部1247用于对第二螺母1245进行上行限位,下限位部1248用于对第二
螺母1245进行下行限位。具体实施时,上限位部1247和下限位部1248均可采用传感器,当第
二螺母1245抵达上限位部1247,则上限位部1247被触发;当第二螺母1245抵达下限位部
1248,则下限位部1248被触发。控制器可分别连接上限位部1247、下限位部1248和出茶电机
1242,在出茶电机1242工作时,上限位部1247和下限位部1248任一个被触发,则控制器控制
出茶电机1242停止工作。
销轴记作第二销轴1212,第二销轴1212为空心销轴。本实施方式中,用于连接出茶电机1242
的线束126从机架11上引出,依次经过第一销轴1211、引线曲柄下表面、第二销轴1212内周、
与第二销轴1212铰接的凸耳1213的下表面和揉盘12下表面后连接到出茶电机1242。该线束
126布线过程中,可通过第一销轴1211、引线曲柄下表面、第二销轴1212内周、与第二销轴
1212铰接的凸耳1213的下表面和揉盘12下表面对该线束进行固定,从而保证了揉盘12带动
出茶电机1242平面运动过程中,出茶电机1242所接线束126的稳定布线。
旋转的旋转轴线重合,且第一滑环1214与引线曲柄在第一销轴1211轴向上相对静止,以便
线束126从第一滑环1214内周牵引到引线曲柄上。第二销轴1212上套设有第二滑环1215并
固定连接以实现第二滑环1215与揉盘12的相对静止,且第二滑环1215的中心线与引线曲柄
绕第二销轴1212旋转的旋转轴线重合,且第二滑环1215与引线曲柄在第二销轴1212轴向上
相对静止,以便所述由引线曲柄固定的线束126从第二销轴1212内腔引出后经过第二滑环
1215内周至所述凸耳1213。如此,可通过第一滑环1214和第二滑环1215对线束进行固定。
动部151用于驱动弹性阻尼部153的顶端在竖直方向上运动,弹性阻尼部153的底端与揉桶
盖14连接,且固定部152用于从底部对弹性阻尼部153的底端进行运动限位。本实施方式中,
当弹性阻尼部153的底端与固定部152在竖直方向上有间隙时,通过加压驱动部151驱动弹
性阻尼部153的顶端向下移动,可压缩弹性阻尼部153,从而增加揉桶盖14向下的压力。
154。当弹性阻尼部153的底端抵靠在固定部152上,第一检测开关154被触发。即第一检测开
关154在弹性阻尼部153的底端与固定部152之间无间隙时被触发,控制器分别连接加压驱
动部151和第一检测开关154,控制器用于根据第一检测开关154的触发信号控制加压驱动
部151驱动弹性阻尼部153的顶端向上运动,使得弹性阻尼部153的底端与固定部152在竖直
方向上保留间隙,存在间隙则表明揉桶盖14向茶叶施加的揉捻压力与弹性阻尼部153的压
缩量同步变化,即压力检测部的压力检测有效。从而保证通过调整压缩弹性阻尼部153的压
缩量对揉桶盖14进行加压调整的有效性。
簧1532和滑块1533。固定部152固定设置在机架11上,丝杆1512竖直插入固定部152,加压电
机1511用于驱动丝杆1512转动。第一螺母1531套设在丝杆1512上并与丝杆1512螺纹配合。
第一弹簧1532空套在丝杆1512上并位于第一螺母1531下方,滑块1533位于第一弹簧1532下
方并与第一弹簧1532连接,滑块1533作为弹性阻尼部153的底端通过穿过固定部152的轴套
连接揉桶盖14,使得揉桶盖14随着滑块1533上下运动。固定部152用于限制第一螺母1531水
平转动,使得第一螺母1531作为弹性阻尼部153的顶端随着丝杆1512的转动而上下运动以
压缩第一弹簧1532,从而通过滑块1533向揉桶盖14施压。同时,固定部152还对滑块1533进
行下行限位,即,滑块1533的下表面面积大于固定部152上供用于连接滑块1533和揉桶盖14
的轴套穿过的通孔面积。
154,第一检测开关154发送信号。
实现对第一螺母1531的上行运动限位。
动。检测部162用于检测随动部161的运动量,以便根据随动部161的运动量计算第一螺母
1531的下行运动量,从而计算第一弹簧1532的压缩量,即加压部15向揉桶盖14施加的外部
压力。
置,其底端与电阻式电子尺的检测端连接。第二连接部1612还通过第一连接部1611连接弹
性阻尼部153的顶端即第一螺母1531,第一连接部1611用于带动第二连接部1612与第一螺
母1531在竖直方向上同步运动。复位阻尼部1613采用套设在第二连接部1612上的第二弹
簧,以便对第一连接部1611进行运动复位和。
入揉桶13。
料筒1721的出料端与揉桶13连通,送料筒1721还与进料斗171的下料口连通。具体的,进料
斗171设置在送料筒1721上,两者交互处相连通。送料电机1722连接送料绞龙并驱动送料绞
龙旋转以将进料斗171输出的茶叶沿着送料筒1721送入揉桶13内。
电机182设置在直线伺服电机181上,阻旋电机182的叶片位于进料斗171内。具体的,进料斗
171上设有安装口和位移槽171a;阻旋电机182的转轴穿过位移槽171a与所述叶片连接。所
述位移槽171a竖直设置,所述直线伺服电机181用于驱动阻旋电机182上下运动以调整对进
料斗171内料位的检测位置。所述进料斗171上还设有用于封闭位移槽171a的磁性橡胶帘。
具体的,所述磁性橡胶帘为对开式门帘,该磁性橡胶帘中部设有将两边相互吸合的磁条,磁
条吸合状态下,磁性橡胶帘为一片式结构。该磁性橡胶帘的设置,避免了进料斗171内的茶
叶通过位移槽171a泄露,同时又方便阻旋电机182沿着位移槽171a上下移动,移动过程中,
磁性橡胶帘自动吸合以封闭位移槽。
塞安装口,避免茶叶泄露。本实施方式中,安装门1712通过合页安装在进料斗171上,且安装
门1712通过螺丝与进料斗171紧固连接,防止安装门1712意外打开。
方向上,光控开关185设置在透光件184背离反光件183的一侧,当反光件183和透光件184之
间无遮挡,反光件183反射的光线透过透光件184透射到光控开关185上,从而触发光控开关
185。本实施方式中,反光件183采用反光板,透光件184采用红外玻璃,光控开关185采用漫
反射式光电开关。
判断进料斗171中的料位已达下限,需要向进料斗171补充茶叶。
平面转动过程中设有第一位置状态和第二位置状态。
端带构成的输送直线与该送料带21对应的进料斗171之间,该送料带21与前端带配合形成
用于向对应的进料斗171输送物料的输送机构。具体的,本实施方式中,送料带21在第一位
置状态下偏转90度则调整到第二位置状态,以配合其前端输送地形成L型输送结构,从而向
其对应的进料斗171中输送物料。
向上也位于相邻的两个送料带21之间。相邻的送料带21和中间带26在物料输送方向上部分
重合,以避免茶叶在输送过程中从输送带之间的间隙掉落。
转动调整送料带21的位置状态。具体的,托板22连接有驱动其水平转动的托板驱动电机23。
料斗171的高度也依次降低,以与对应的送料带21配合。
托板22转动到对应的送料带21处于第一位置状态时,第一位置检测开关24被触发;当托板
22转动到对应的送料带21处于第二位置状态时,第二位置检测开关25被触发;总控制器分
别连接各第一位置检测开关24和第二位置检测开关25,总控制器根据各第一位置检测开关
24的检测信号和第二位置检测开关25的检测信号判断对应的送料带21的位置状态。
总控制器判断对应的送料带21已经调整到第二位置状态,从而控制该托板驱动电机23停止
工作;当该进料斗171中料位达到设定料位,则总控制器控制进料单元2停止进料并控制对
应的托板驱动电机23反向转动以使得该送料带21切换到第一位置状态,当对应的第一检测
开关154被触发,总控制器判断对应的送料带21已经调整到第一位置状态,从而控制该托板
驱动电机23停止工作。
下,揉盘12上的物料通过出料口12a落入下料通道31并沿着下料通道31排出。
身的中心线旋转,旋转绞龙32旋转过程中将下料通道31上的物料沿着下料通道31的排料方
向推排,同时也进一步将下料通道31上的茶叶打散铺匀,并进一步对茶叶进行塑形。
动剩余的旋转绞龙32旋转。具体的,本实施方式中,链条332用于在沿着下料通道31的排料
方向上相邻的旋转绞龙32之间传动。
叶揉捻机1的斗料检测单元检测到对应的进料斗171中的料位达到上限时,控制进料单元2
停止向该进料斗171输送茶叶。。
含的茶叶揉捻机数量。
该进料状态下,任一送料带21处于第二位置状态,该送料带21、该送料带21的前端带和提升
机4均处于工作状态,以便向该送料带21对应的进料斗171输送茶叶。
26运动的电机记作中间电机。
即总控制器控制进料单元2切换到向第一揉捻机的进料斗171输送茶叶的进料状态;直至第
一揉捻机的阻旋电机182被触发,总控制器控制进料单元切换到暂停状态,并在暂停状态下
通过托板驱动电机23将第一揉捻机对应的送料带21切换回第一位置状态。然后,总控制器
控制第二揉捻机对应的送料带21切换到第二位置状态,并控制进料单元2切换到进料状态
以向第二揉捻机的进料斗171输送茶叶,直至第二揉捻机的阻旋电机182被触发;以此类推,
直至第N揉捻机的进料斗171填充完茶叶。
料电机1722驱动送料绞龙向揉桶13中送料,同时加压电机1511控制丝杆1512转动以带动第
一螺母1531向下运动以向揉桶盖14加压。具体的,控制器根据检测部162的检测值对加压电
机1511的工作状态进行调整,以调整第一螺母1531位置实现对揉桶盖14施加设定压力,即
实现设定的茶叶揉捻压力。当第一检测开关154被触发表示弹性阻尼部153的底端抵靠固定
部152,即滑块1533与固定部152在竖直方向上无间隙,此时揉桶盖14向茶叶施加的揉捻压
力不等于弹性阻尼部153的压缩量,压力检测部16检测到压力值无效;此时,控制器控制加
压电机1511反转,以保证弹性阻尼部153对揉桶盖14的有效加压。茶叶揉捻程序完成后,控
制器控制揉盘12的出料口12a打开,同时控制下料驱动部33开始工作,使得揉盘12上的茶叶
通过出料口12a落入下料通道31并沿着下料通道排出。
护范围之内。